DE2142659B2 - DC-coupled limiter amplifier - Google Patents
DC-coupled limiter amplifierInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen gleichspannungsgekoppelten Begrenzerverstärker zur linearen Verstärkung kleiner Signale und Amplitudenbegrenzung großer Signale, mit einem Mitkopplungszweig zur Beseitigung unerwünschter Störphasenmodulationen. Insbesondere handelt es sich um eine Verstärkerschaltung mit mehreren in Kaskade geschalteten, emittergekoppelten Differenzverstärkern, bei welchen die Zeitverzögerung der Nulldurchgänge der winkelmodulierten Signale trotz Variationen des Eingangssignalspegels konstant gehalten werden.The invention relates to a DC-coupled limiter amplifier for linear amplification small signals and amplitude limitation of large signals, with a positive feedback branch for elimination unwanted interference phase modulations. In particular, it is an amplifier circuit with several in cascade, emitter-coupled differential amplifiers, in which the time delay the zero crossings of the angle-modulated signals are constant despite variations in the input signal level being held.
Begrenzerverstärker werden häufig in FM-Empfängern verwendet. Die Begrenzerwirkung reduziert unerwünschte Amplitudenmodulaiionen, Rauschstörungen und Interferenzen, welche hinsichtlich der Einhüllenden der frequenzmodulierten Trägerwelle auftreten können. Jedoch verändert sich die Phasenverzögerung des Verstärkers mit dem Amplitudenpegel des Signals, so daß Amplitudenmodulationen der Hüllkurve in Phasenmodulationen umgewandelt werden. Diese Phasenmodulationen werden dann vom Winkeldemodulator demoduliert, so daß im Ausgangssignal unerwünschte Rausch- oder Interferenzstörungen erscheinen.Limiter amplifiers are often used in FM receivers. The limiting effect is reduced unwanted amplitude modulations, noise interference and interferences related to the envelope of the frequency-modulated carrier wave may occur. However, the phase delay of the amplifier changes with the amplitude level of the signal so that amplitude modulations of the envelope are converted into phase modulations will. These phase modulations are then demodulated by the angle demodulator, so that in the output signal unwanted noise or interference appears.
Emittergekoppelte Differenzverstärker werden häufig als Begrenzerverstärkerstufen in monolithischen integrierten Schaltungen verwendet. Dabei ist es allgemein üblich, diese Differenzverstärkerstufen gal-Emitter-coupled differential amplifiers are often used as limiter amplifier stages in monolithic integrated circuits used. It is common practice to use these differential amplifier stages
vauisch aneinanderzukoppeln, wobei man eine Emitterfolgerstufe als Zwischenstufe verwendet. Derartige Begrenzerverstärker haben den Nachteil, daß sie eine Phasenverzögerung in das zu verstärkende Signal einführen. Diese Verzögerung nimmt zu-vauisch to be coupled together, using an emitter follower stage as an intermediate stage. Such Limiter amplifiers have the disadvantage that they introduce a phase delay in what is to be amplified Introduce signal. This delay increases-
nehmend ab, wenn die Differenzverstärker jeweils in ihren Begrenzungszustand gesteuert werden.decreasing when the differential amplifiers are each controlled in their limiting state.
Aus der deutschen Auslegeschrift 1 212 598 ist ein mehrstufiger Begrenzerverstärker bekannt, bei dem über jeder Stufe ein Mitkopplungszweig vorgesehen ist. Diese Mitkopplungszweige sollen eine Erhöhung des Eingangswiderstandes bei noch nicht einsetzender Begrenzung bewirken, da der Transistoreingangswiderstand im Normalbetrieb wesentlich niedriger alsFrom the German Auslegeschrift 1 212 598 a multi-stage limiter amplifier is known in which A positive feedback branch is provided above each stage. These positive feedback branches are intended to increase of the input resistance if the limitation has not yet started, because the transistor input resistance in normal operation much lower than
im Sättigungsfalle ist und die unerwünschte Stör- Auf diese Weise wird die durch die positive Rückphasenmodulation
auf die mit Amplitudenänderungen kopplung gegebene Kompensation der Verzögerungseinhergehenden
Eingangswiderst andsänderungen zu- zeit der Stufe gleichzeitig mit der Verringerung dei
rückzuführen sind. Wegen der angestrebten Erhöhung Verzögerungszeit herabgesetzt,
des Transistoreingangswiderstandes kann der Mit- 5 Die Erfindung verwendet eine Begrenzerverstärkerkopplungszweig
nicht so bemessen sein, daß er eine stufe, welche ohne positive Rückkopplung den zuneiinenswerte
Phasenverschiebung bewirkt, da hierfür geführten Signalen eine sich umgekehrt zur Signalder
im Mitkopplungszweig vorgesehene Kondensator amplitude verhaltende Zeitverzögerung erteilt. Es isi
zu groß ist. Weiterhin wird für die bei der bekannten eine positive Rückkopplung über die gesamte VerSchaltung
angestrebte Eingangswiderstandserhöhung 10 stärkerstufe vorgesehen, um die Ansprechzeit für
die Einschaltung eines Widerstandes zwischen Emitter Eingangssignale geringer Amplitude praktisch gleich
und Basis jedts Verstärkertransistors erforderlich, da der Ansprechzeit für Signale großer Amplitude zu
andernfalls die relativ starke Mitkopplung zu einer machen.In this way, the compensation of the delay-related input resistance changes due to the positive reverse phase modulation coupled with amplitude changes at the time of the stage can be traced back to the reduction of the input resistance. Decreased delay time due to the intended increase,
5 The invention uses a limiter amplifier coupling branch cannot be dimensioned in such a way that it gives a stage which, without positive feedback, causes the most valuable phase shift, since the signals carried for this purpose have a time delay that is inversely to the signal of the capacitor amplitude provided in the positive feedback branch. It is too big. Furthermore, a 10 stronger stage is provided for the input resistance increase aimed at in the known, a positive feedback over the entire circuit, so that the response time for switching on a resistor between the emitter input signals of low amplitude and the base of each amplifier transistor is practically the same, since the response time for signals of large amplitude is otherwise necessary make the relatively strong positive feedback into one.
untragbaren Schwingneigung des Verstärkers führen Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Darwürde. l5 Stellungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert.lead to an intolerable tendency of the amplifier to oscillate. 15 positions of exemplary embodiments explained in more detail.
Ferner ist es aus der Zeitschrift »Radio Electronics« Es zeigtIt is also from the magazine "Radio Electronics" It shows
1968, Seiten 50 und 51 bekannt, einen mehrstufigen Fig. 1 ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform1968, pages 50 and 51 known, a multi-stage Fig. 1 is a circuit diagram of a first embodiment
integrierten Verstärker insgesamt von seinem Aus- eines Begrenzerverstärkers nach der Erfindung,integrated amplifier as a whole from its nature a limiter amplifier according to the invention,
gang auf seinen Eingang zur Stabilisierung gegenzu- Fig. 2 eine Darstellung der Phasenverzögerungoutput to its input for stabilization against Fig. 2 shows a representation of the phase delay
koppeln. 20 über der Signalamplitude für einen kompensiertencouple. 20 over the signal amplitude for a compensated
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaf- und einen nichtkompensierten BegrenzerverstärkerThe object of the invention is the sheep and an uncompensated limiter amplifier
fung eines gleichspannungsgekoppelten Begrenzerver- undfunction of a DC-coupled limiter server and
stärkers, bei welchem der Mitkopplungszweig eine so F i g. 3 das Schaltbild einer zweiten Ausführungsstarke Phasenverschiebung bewirken soll, daß die form des erfindungsgemäßen Begrenzerverstärkers, vom Verstärker eingeführte Phasenverschiebung 25 In F i g. 1 sind zwei Begrenzerverstärkerstufen 500, gerade aufgehoben wird. Diese Aufgabe wird durch 502 galvanisch hintereinandergeschaltet und in ein die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. und derselben integrierten Schaltung 501 dargestellt.stronger, in which the positive feedback branch such a F i g. 3 the circuit diagram of a second embodiment level Phase shift is intended to ensure that the shape of the limiter amplifier according to the invention, phase shift introduced by the amplifier 25 in FIG. 1 are two limiter amplifier stages 500, is being canceled. This task is galvanically connected in series by 502 and in one the features specified in claim 1 solved. and the same integrated circuit 501 is shown.
Bei Begrenzerverstärkern der in Rede stehenden Die einzelnen Begrenzerverstärker sind in bestimmtenIn the case of limiter amplifiers, the individual limiter amplifiers are in certain
Art treten Merkmalen nach dem Stand der Technik aufgebaut.Type occur features built according to the state of the art.
1. bei kleinen Signalen wesentlich stärkere Signal- 3° So besteht die Begrenzerverstärkerstufe 500 aus den Verzögerungen auf, als bei großen Signalen und Transistoren 504,506 und 508 und den Widerstanden ändert sich 510> 512 und 514· Die Basen der Transistoren 5041. With small signals much stronger signal 3 ° So the limiter amplifier stage 500 consists of the delays than with large signals and transistors 504, 506 and 508 and the resistors change 510 > 512 and 514 · The bases of the transistors 504
2. wegen der Begrenzerwirkung mit zunehmender und 506 sind an die Anschlüsse 532 bzw. 534 ge-Signalamplitude der Verstärkungsgrad des Ver- schaltet. Ihre Emitter sind zusammengeschaltet und stärkers, so daß auch der über den Mitkopp- 3S liegen über einen Widerstand 512 an einem Anlungszweig zurückgekoppelte Signalanteil sich schluß 536 (B~)> der mit der neSatlven Klemme entsprechend der Veränderung des Verstärkungs- einer Betriebsspannungsquelle ß verbunden werden grades ebenfalls verändert. Damit verändert sich kann· Die Kollektoren der Transistoren 504 und 508 aber auch der Einfluß des zurückgekoppelten Hegen an der Klemme 530 (B + ), so daß diese beiden Signals und somit auch die die amplitudenabhän- 4° Transistoren als Emitterfolger geschaltet sind. Der gige Phasenverschiebung des Verstärkers korn- Anschluß 530 kann mit der positiven Klemme der pensierende Phasenverschiebung des aus dem Spannungsquelle ß verbunden werden. Der Kollektor Verstärker zugeführten und dem rückgekoppelten des Transistors 506 und die Basis des Transistors 508 Signal kombinierten Eingangssignals in der ge- sind zusammengeschaltet und hegen über einen wünschten Weise 45 Widerstand 510 am Anschluß 530 (B + ). Der Emitter des Transistors 508 läßt das Eingangssignal zur2. Because of the limiting effect with increasing and 506, the gain of the interconnection is connected to the connections 532 and 534 ge signal amplitude, respectively. Their emitters are connected together and stärkers, so that the over the Mitkopp- 3 S are connected through a resistor 512 to a Anlungszweig fed back signal component to circuit 536 (B ~)> the atlven with the ne S terminal according to the change of the gain of an operating voltage source ß connected are also changed. This allows changes · The collectors of transistors 504 and 508 but also the influence of the back-coupled Hegen at terminal 530 (B +), so that these two signal and thus also connected in the amplitudenabhän- 4 ° transistors as an emitter follower. The phase shift of the amplifier korn connection 530 can be connected to the positive terminal of the pensoring phase shift of the voltage source ß. The collector amplifier fed and the fed back of the transistor 506 and the base of the transistor 508 signal combined input signal in the are connected together and have a desired way 45 resistor 510 at the terminal 530 (B +). The emitter of transistor 508 allows the input signal
Durch die erfindungsgemäße Bemessung des Mit- nächsten Begrenzerverstärkerstufe 502 gelangen undThrough the dimensioning according to the invention of the next limiter amplifier stage 502 and
kopplungszweiges werden diese beiden Effekte, ist über einen Widerstand 514 mit dem Anschluß 536These two effects are coupled via a resistor 514 to the connection 536
nämlich die Phasenverzögerung des Verstärkers und verbunden.namely the phase delay of the amplifier and connected.
die durch Mitkopplung bewirkte Phasenvoreilung, so Einem Anschluß 534 wird eine Vorspannung zupraktisch gegeneinander aufgehoben. geführt, welche zwischen den an den Anschlüssenthe phase lead brought about by positive feedback, so a terminal 534 becomes a practical bias Against each other. out which between the at the connections
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter- 530 und 536 herrschenden Spannungen liegt. An denFurther developments of the invention are located in the voltages below 530 and 536. To the
ansprüchen gekennzeichnet. Anschluß 532 wird das Eingangssignal angelegt,claims. The input signal is applied to terminal 532,
Die Erfindung läßt sich bei einem Begrenzerver- welches einem Ruhegleichpotential überlagert ist, dasThe invention can be applied to a limiter which is superimposed on a quiescent equipotential
stärker mit emittergekoppelten Diiferenzverstärkern 55 im wesentlichen gleich der dem Anschluß 534 zuge-stronger with emitter-coupled differential amplifiers 55 essentially the same as that applied to terminal 534
anwenden. Die positive Rückkopplung (Mitkopplung) führten Spannung ist.use. The positive feedback (positive feedback) led voltage is.
ergibt bei niedrigen Signalpegeln eine genügend große Alternativ können den Anschlüssen 532 und 534results in a sufficiently large signal at low signal levels. Alternatively, connections 532 and 534
Verstärkung, bei der noch keine Schwingungen auf- auch symmetrische Eingangssignale zugeführt werden,Amplification at which no oscillations are fed to even symmetrical input signals,
treten, jedoch das Ausgangssignal des Differenzver- die jeweils einer Vorspannung überlagert sind, dieoccur, but the output signal of the difference, each of which is superimposed on a bias voltage, which
stärkers dem Eingangssignal schneller folgt, so daß fio unmittelbar zwischen den den Anschlüssen 530 undstronger follows the input signal more quickly, so that fi o directly between the terminals 530 and
die Zeitverzögerung verringert wird. Wenn das Ein- 536 zugeführten Spannungen liegt,the time delay is reduced. When the voltages fed in 536 are present,
gangssignal größer wird, wird der emittergekoppelte Die Begrenzerverstärkerstufe 502 enthält Transi-output signal becomes larger, the emitter-coupled The limiter amplifier stage 502 contains transi-
Differenzverstärker in einen symmetrischen Begren- stören 516, 518, 520 und Widerstände 522, 523, 524,Differential amplifier in a symmetrical limiter 516, 518, 520 and resistors 522, 523, 524,
zerbetrieb gesteuert, der schließlich eine volle Signal- 525 und 526. Die Widerstände 524 und 525 sind inoperation controlled, which eventually a full signal 525 and 526. The resistors 524 and 525 are in
begrenzung zur Folge hat, so daß seine Verstärkung 65 Reihe zwischen die Anschlüsse 530 (B + ) und 536limitation, so its gain 65 series between terminals 530 (B +) and 536
mit zunehmendem Eingangssignalpegel herabgesetzt (B-) geschaltet. Ihr Verbindungspunkt liegt an derreduced (B-) with increasing input signal level. Your connection point is on the
wird. Damit sinkt auch die Verstärkung der positiven Basis des Transistors 518, weicher als Transistorver-will. This also reduces the gain of the positive base of transistor 518, which is softer than transistor comparisons.
RückkopplungmitzunehmendemEingangssignalpegel. stärker in Basisgrundschaltung arbeitet. Die Basis desFeedback with increasing input signal level. works more in the basic basic circuit. The basis of the
5 65 6
Transistors 516 ist mit dem Emitter des Transistors heit der Transistoren 516 und 518 (vorausgesetzt,Transistor 516 is connected to the emitter of the transistor, i.e. transistors 516 and 518 (provided that
508 verbunden. Die Emitter der Transistoren 516 daß sie entsprechend der besten praktischen Ausfüh-508 connected. The emitters of the transistors 516 that they according to the best practical execution
und 518 sind zusammengeschaltet und liegen über rungsform dieselben Gleichvorspannungen haben)and 518 are interconnected and have the same DC bias voltages across the rungsform)
einen Widerstand 523 am Anschluß 536 (B-). Die mal dem Lastwiderstand, welcher hauptsächlicha resistor 523 at terminal 536 (B-). The times the load resistance, which mainly
Kollektoren der Transistoren 516 und 520 sind zu- 5 durch den Widerstand 522 gegeben ist. Normaler-Collectors of transistors 516 and 520 are also given by resistor 522. Normal
sammen an den Anschluß 530 (B + ) geschaltet, so weise ist diese Verstärkung für Signale niedrigenconnected together to terminal 530 (B +), so this gain is low for signals
daß diese beiden Transistoren als Emitterfolger ar- Pegels recht groß: Üblich sind Spannungsverstärkun-that these two transistors as emitter followers ar- level are quite large: voltage amplification
beiten. Der Kollektor des Transistors 518 und die gen von 25 bis 40. Für niedrige Signalpegel würdework. The collector of transistor 518 and the gene from 25 to 40. For low signal levels would
Basis des Transistors 520 sind zusammengeschaltet die effektive Kapazität des Kondensators 550 mitBase of transistor 520 are connected together with the effective capacitance of capacitor 550
und liegen über einen Widerstand 522 am Anschluß 10 einem Faktor —25 bis —40 multipliziert. Im Zusam-and are multiplied by a factor of -25 to -40 via a resistor 522 at connection 10. Together
530. Der Emitter des Transistors 520 liefert das Aus- menwirken mit dem Widerstand 510 läßt sich dem530. The emitter of transistor 520 provides the effect with resistor 510 can be
gangssignal an den Anschluß 554 und ist über einen Signal eine wesentliche Phasenvoreilung zur Kompen-output signal to connection 554 and a signal is a significant phase lead for compensation
Widerstand 526 an den Anschluß 536 gekoppelt. sation der Phasenverzögerung erteilen, welcheResistor 526 coupled to terminal 536. sation of the phase delay, which
Die Werte der Widerstände 510, 512, 514, 522, andernfalls durch die hintereinandergeschalteten Be-The values of the resistors 510, 512, 514, 522, otherwise by the series-connected
523, 524, 525 und 526 liegen typischerweise in der 15 grenzerverstärkerstufen bei niedrigen Signalpegeln523, 524, 525 and 526 are typically in the 15 limiter amplifier stages at low signal levels
Größenordnung von 1 kOhm für in intgrierter Bau- auftreten würde.Order of magnitude of 1 kOhm for an integrated construction would occur.
weise ausgeführte Schaltungen. Die Kollektor-Emit- Mit steigendem Signalpegel wird der lineare Ver-wisely executed circuits. The collector-emit- With increasing signal level, the linear distribution
ter-Ströme liegen dann in der Größenordnung von Stärkungsbereich der aus den Transistoren 516 undter currents are then of the order of magnitude of the amplification range from the transistors 516 and
1 mA. Ferner wird den Basen der Transistoren 504, 518 gebildeten Differenzverstärkerstufe bei Signal-1 mA. Furthermore, the bases of the transistors 504, 518 formed differential amplifier stage for signal
506, 516 und 518 gewöhnlich ein Ruhepotential zu- 20 spitzen überschritten. Es tritt daher eine Begrenzung506, 516 and 518 usually exceed a resting potential to a peak. There is therefore a limitation
geführt, welches halb so groß wie die Summe der an dieser Signalspitzen auf, die dann nicht mehr amled, which is half as large as the sum of the signal peaks on this, which are then no longer on
den Klemmen 530 und 536 liegenden Spannungen ist. Ausgang 554 erscheinen. Damit verringert sich dievoltages across terminals 530 and 536. Output 554 appears. This reduces the
In einem solchen Fall weiden die Widerstände 510 Spannungsverstärkung für diese Signale. Die positiveIn such a case, resistors 510 provide voltage gain for these signals. The positive one
und 522 am besten so gewählt, daß sie doppelt so Rückkopplung verringert sich ebenfalls, und derand 522 are best chosen so that they double the feedback is also reduced, and the
groß wie die Widerstände 512 bzw. 523 sind. 25 Kondensator 550 bewirkt einen geringeren Phasen-as large as the resistors 512 and 523 are. 25 Capacitor 550 causes a lower phase
Die Transistoren 504 und 506 bilden ebenso wie voreilungsstrom an der Basis des Transistors 508.Transistors 504 and 506, as well as leading current, form the base of transistor 508.
die Transistoren 516 und 518 einen emittergekoppel- Das ist jedoch erwünscht, da die Verzögerung des amtransistors 516 and 518 have an emitter-coupled device, but this is desirable because the delay of the am
ten Differenz-Begrenzer-Verstärker. Der Transistor Ausgang des Differenzverstärkers auftretenden Signalsth differential limiter amplifier. The transistor output of the differential amplifier signal occurring
508 ist als Emitterfolger geschaltet und sorgt für eine gegenüber dem Eingangssignal sich mit zunehmendem508 is connected as an emitter follower and ensures that the input signal increases as it increases
galvanische Kopplung zwischen diesen beiden Ver- 30 Signalpegel verringert. Diese beiden Effekte könnenGalvanic coupling between these two 30 signal levels is reduced. These two effects can
stärkerstufen. Wenn keine weiteren Maßnahmen ge- durch geeignete Bemessung praktisch gegeneinanderstronger levels. If no further measures are practically against each other through suitable dimensioning
troffen werden, dann führt der durch die Transistoren aufgehoben werden, so daß die Veränderungen derare hit, then the leads are canceled by the transistors, so that the changes in the
516 und 518 gebildete emittergekoppelte Differenz- Signalverzögerung bei der Signalübertragung inner-516 and 518 formed emitter-coupled differential signal delay during signal transmission within
verstärker bei Signalen niedrigen Pegels zu einer er- halb der Begrenzerverstärkerstufe 502 ganz wesenl-amplifier for signals of low level to a level below the limiter amplifier stage 502.
heblichen Signalverzögerung. Für Signale höheren 35 lieh verringert werden.considerable signal delay. For signals higher 35 borrowed can be decreased.
Pegels ist die Signalverzögerung dagegen wesentlich In gleicher Weise läßt sich die SignalverzögerungLevel, however, the signal delay is essential. The signal delay can be changed in the same way
geringer. innerhalb der Begrenzerverstärkerstufe 500 durchless. within the limiter amplifier stage 500
Ein Kondensator 550 mit einer geringen Kapazität eine positive Rückkopplung beeinflussen, welche
in der Größenordnung von 1 Picofarad verbindet den vom Emitter des Emitterfolgertransistors 508 über
Emitter des Transistors 554 mit der Basis des Tran- 40 einen Kondensator 552 zu einer der Stufe 500 vorgesistors
508. Die Emitterfolgerstufen mit den Transi- schalteten nicht dargestellten Stufe geführt ist. welche
stören 508, 516 und 520 und die in Basisgrund- das Eingangssignal am Anschluß 532 liefert,
schaltung geschalteten Verstärkerstufen, etwa mit dem Die positive Rückkopplung kann auch in anderer
Transistor 518. kehren die Richtung der Signale. Weise als mit Hilfe des Kondensators 550 realisiert
wehlche sie verstärken, nicht um. Daher ist die mit 45 werden. Beispielsweise kann der Kollektor des Tran-Hilfe
des Kondensators 550 gebildete Rückkopp- sistors 518 anstatt über den Kondensator 550 auch
lungsschlcife regenerativ und bildet somit eine Positive über einen hochohmigen Widerstand auf die Basis des
oder Mitkopplung. Die Parallelschaltung des Wider- Transistors 508 geführt werden. Jedoch nimmt dei
Standes 510 mit einem Kondensator würde normaler- Kondensator 550 in einer integrierten Schaltuns
weise wegen der Stromintegrationseigenschaft des 50 weniger Platz ein als ein hochohmiger Widerstand.
Parallelkondensators eine Signalverzögerung bewir- Der Emilterfolgertransistor 520 isoliert den Konken.
In dieser Mitkopplungsschaltung ist der Strom- densator 550 vom Kollektorlastwiderstand 522. se
fluß durch den Kondensator 550 jedoch gerade der daß der Kondensator 550 die Bandbreite des bczu
erwartenden Richtung entgegengesetzt und wirkt grenzten Signals am Kollektor des Transistors 51 £
an der Basis des Transistors 508 als Phasenvorver- 55 nicht in unerwünschter Weise einschränkt. Eine Verschiebungsstrom
und nicht als Phasennacheilungs- ringerung der Bandbreite würde nämlich die Flanken
strom. Die Größe dieses Phasenvorverschiebungs- des begrenzten Signals abflachen und auf diese Weise
stromes hängt von der Spannungsverstärkung der eine Phasenverschiebung in der nachfolgenden Be
Mitkopplungsschleife ab. grenzerverstärkerstufe verursachen, wenn eine solcheA capacitor 550 with a small capacitance affects a positive feedback, which in the order of 1 picofarad connects the from the emitter of the emitter follower transistor 508 via the emitter of the transistor 554 to the base of the transistor 40 a capacitor 552 to one of the stage 500 vorgesistor 508. The Emitter follower stages is performed with the transient switched stage, not shown. which interfere with 508, 516 and 520 and which in basic reason - supplies the input signal at connection 532,
circuit-switched amplifier stages, for example with the positive feedback can also be used in other transistor 518. reverse the direction of the signals. Way as realized with the help of the capacitor 550 wehlche they amplify, not around. Hence the age of 45. For example, the collector of the feedback transistor 518, which is formed by means of the capacitor 550, can also regeneratively loop instead of via the capacitor 550 and thus forms a positive via a high-value resistor on the base of the or positive feedback. The parallel connection of the resistor transistor 508 can be performed. However, the state 510 with a capacitor would normally take up less space in an integrated circuit than a high resistance resistor because of the current integration property of the 50. Parallel capacitor causes a signal delay. The successor transistor 520 isolates the Konken. In this positive feedback circuit, the current capacitor 550 is from the collector load resistor 522. However, it flows through the capacitor 550 precisely in the direction that the capacitor 550 is in the opposite direction to the expected bandwidth and acts as a limited signal at the collector of the transistor 511 at the base of the transistor 508 Phase advance 55 is not restricted in an undesirable manner. A displacement current and not as a phase lag reduction of the bandwidth would be the edge current. Flatten the size of this phase advance of the limited signal and in this way the current depends on the voltage gain of a phase shift in the subsequent feedback loop. limiter amplifier stage, if such
Die Spannungsverstärkung der Mitkopplungs- 60 verwendet wird. An der Basis des Transistors 5Of schleife wird andererseits von dem emittergekoppelten wirkt eine genügend hohe Impedanz, welche haupt Differenzverstärker mit den Transistoren 516 und 518 sächlich durch den Wert des Widerstandes 510 bebestimmt. Die Emitterfolger mit den Transistoren stimmt wird, so daß der Kondensator 550 klcir 508 und 520 haben eine Spannungsverstärkung, welche gemacht werden kann. Auf diese Weise kann dei nur von der Emitterfolgerwirkung abhängt und prak- 65 positive Rückkopplungszweig an die Basis des Tran tisch gleich 1 ist. Bei niedrigen Signalpegeln ist die sistors 508 anstatt an die Basis des Transistors 51 ( Verstärkung der emittergekoppelten Differenzver- angeschlossen werden. Die an der Basis des Tran stärker gleich dem Produkt der halben Vorwärtssteil- sistors 116 herrschende Impedanz ist wegen c'~The voltage gain of the positive feedback 60 is used. At the base of the transistor 5Of loop, on the other hand, a sufficiently high impedance acts from the emitter-coupled loop, which mainly determines the differential amplifier with the transistors 516 and 518 by the value of the resistor 510. The emitter follower with the transistors is tuned so that the capacitor 550 klcir 508 and 520 have a voltage gain which can be made. In this way it can only depend on the emitter follower effect and practically the positive feedback path to the base of the table equals 1. At low signal levels, the transistor 508 is connected to the base of the transistor 51 (amplification of the emitter-coupled differential connection. The impedance prevailing at the base of the Tran more closely equal to the product of half the forward partial transistor 116 is due to c '~
stören 292 bzw. 294 angeschlossen und bilden auf diese Weise Kaskodenverstärker 280, 292 und 282, 294, welche den kapazitiven Miller-Effekt im Differenzverstärker 204 herabsetzen. Die Kollektoren der Transistoren 292 und 294 sind über Widerstände 296 bzw. 298 an ein geglättetes Betriebspotential am Emitter des Transistors 238 angeschlossen.interfering 292 or 294 are connected and in this way form cascode amplifiers 280, 292 and 282, 294, which reduce the capacitive Miller effect in the differential amplifier 204. The collectors of the Transistors 292 and 294 are connected to a smoothed operating potential via resistors 296 and 298, respectively Emitter of transistor 238 connected.
Die Kollektoren der Transistoren 238, 240 und sind mit dem Anschluß Tn (B + ) verbunden.The collectors of the transistors 238, 240 and are connected to the terminal T n (B +).
niedriger. Impedanz des Emitterfolgertransislors 108 niedrig. Würde man den Kondensator 550 an die Basis des Transistors 1.16 anschließen, dann würde man einen wes' mlich größeren Kondensator benötigen, um die gewür sehte Verzögerungskompensation zu erreichen. lower. Emitter follower transistor 108 impedance low. If you would connect the capacitor 550 to the Connect the base of transistor 1.16, then you would need a much larger capacitor, to achieve the desired delay compensation.
Die Kurve 402 in F i g. 2 zeigt das Phasenverzögerungsverhalten eines kompensierten Begrenzerverstärkers mit mehreren Stufen nach der erfindungs-The curve 402 in FIG. 2 shows the phase delay behavior a compensated limiter amplifier with several stages according to the invention
gemäßen Lehre. Bei voller Kompensation bleibt die to Ihre Basen sind über einen Widerstand 288 ebenfalls Phasenverzojcrung einer Signalübertragungsstufc über an den Anschluß Tn und über eine Lawinendiode einen weiten Bereich von Eingangssignalen relativ 286 einer Lawinenspannung von 5,5 V an das Massekonstant. Eine optimale Phasenkompensation für in potential dc Eingangssignals angeschlossen. Die Kaskade geschaltete Signalübertragungsstufen erhält Lawinendiode 286 wird durch einen über den Widerman, wenn jede nachfolgende Stufe bei einem Pegel 15 stand 288 gelieferten Betriebsstrom in Durchbruch in die Begrenzung gesteuert wird, welcher eine relativ betrieben, so daß sie die Basisspannung «^ Hi« konstante Verzögerung für jede Stufe ergibt.according to teaching. With full compensation the bases are also phase delay of a signal transmission stage via a resistor 288 via to the terminal T n and via an avalanche diode a wide range of input signals relative to an avalanche voltage of 5.5 V to the ground constant. An optimal phase compensation for a connected in potential dc input signal. The cascade-connected signal transmission stages receives avalanche diode 286 is controlled by an operating current supplied via the Widerman when each subsequent stage stood at a level 15 288 in breakthrough in the limit, which operates a relatively constant delay so that it maintains the base voltage "^ Hi" results for each level.
F i g. 3 zeigt das Schaltbild eines ZF-Begrenzerverstärkers in integrierter Bauweise für FM-Empfänger. Dieses Schaltbild zeigt Einzelheiten einer integrierten Schaltung für kommerzielle Anwendungen. Der hoch\ erstärkende ZF-Begrenzerverstärker wird normalerweise so ausgelegt, daß für die Eingangssignale und die Ausgangssignale unterschiedliche Massebezugspunkte gewählt werden. Dadurch as vermeidet man eine Kopplung der Ausgangssignale auf den Eingang des mehrstufigen Begrenzerverstärkers über die gemeinsame Impedanz einer aufgeteilten Massebezugsleitung, welche zu einer Selbsterregung oder einem anderweitigen unerwünschten Verhalten des Verstärkers führen können. In Fig. 3 sind die Verbindungen zur Eingangssignal-Bezugsmasse als Masserückleitungssymbol mit vier Leitungen dargestellt. Dieses Bezugsmassepotential wird von der integrierten Schaltung 200 zu der äußeren Schaltung über den Anschluß Tn geführt. Die Verbindungen zur Ausgangssignal-Bczugsmassc sind mit einem Massesehlußsyinbol in Form eines kleinen Dreiecks gekennzeichnet. Dieses Bezugsmassepolential wird von der integrierten Schaltung 200 über den Anschluß T17 zur äußeren Schaltung geführt. Ein Gleichspannungsbetriebspotential BH- von 8 bis 16 V wird der integrierten Schaltung 200 über den Anschluß Tu zugeführt. F i g. 3 shows the circuit diagram of an IF limiter amplifier in an integrated design for FM receivers. This circuit diagram shows details of an integrated circuit for commercial applications. The high-gain IF limiter amplifier is normally designed in such a way that different ground reference points are selected for the input signals and the output signals. This avoids coupling the output signals to the input of the multi-stage limiter amplifier via the common impedance of a split ground reference line, which can lead to self-excitation or other undesirable behavior of the amplifier. In Fig. 3, the connections to the input signal reference ground are shown as a ground return symbol with four lines. This ground reference potential is fed from the integrated circuit 200 to the external circuit via the terminal T n . The connections to the output signal reference mass are marked with a mass connection symbol in the form of a small triangle. This reference ground potential is fed from the integrated circuit 200 via the terminal T 17 to the external circuit. A DC operating potential BH- of 8 to 16 V is fed to the integrated circuit 200 via the terminal T u.
Die winkelmodulierten Eingangssignale werden dem integrierten Schaltungsplättchen 200 über die Anschlüsse Γ., und T., von einem abgestimmten Übertrager 202 aus zugeführt. Die Primärwicklung des Übertragers 202 kann die Last eines vorangehenden. nicht dargestellten Zwischenfrequenzverstärkers bilden.The angle-modulated input signals are transmitted to the integrated circuit die 200 via the Connections Γ., And T., from a matched transformer 202 fed out. The primary winding of the transformer 202 can carry the load of a preceding one. Form intermediate frequency amplifier, not shown.
Der ZF-Begrenzerverstärker nach F i g. 3 weist drei abgeglichene cmitlergckoppelte Differenz-Begrenzerverstärker 204. 206 und 208 auf. Der erste Differenzverstärker 204 enthält Transistoren 280 und 282, deren Emitter zusammengeschaltct und an den Kollektor eines Transistors 210 geführt sind. Der zweite Differenzverstärker 206 enthält Transistoren 305 undThe IF limiter amplifier according to FIG. 3 has three balanced differential limiter amplifiers coupled together 204, 206 and 208. The first differential amplifier 204 includes transistors 280 and 282, the emitters of which are connected together and connected to the collector of a transistor 210. The second Differential amplifier 206 includes transistors 305 and
307, deren zusammengeschaltete Emitter an den sistoren 292 bzw. 294 angeschlossen. Der Emitter Kollektor eines Transistors 212 geführt sind. Der 60 des Transistors 205 ist an die Basis des Transistor dritte Differenzverstärker 208 enthält Transistoren 307 angeschaltet und liegt über einen Widerstand 300 326 und 328. deren zusammeneeschaltcte Emitter an am Eingangssignal-Bezugspotential. Der Emitte d den Kollektor eines Transistors 214 geführt sind. Transistors 207 ist an die Basis des Transistors 3o!307, whose interconnected emitter is connected to the transistor 292 and 294, respectively. The emitter collector of a transistor 212 is led. The 60 of the transistor 205 is connected to the base of the transistor third differential amplifier 208 contains transistors 307 and is connected to the input signal reference potential via a resistor 300 326 and 328. The emitter d leads to the collector of a transistor 214. Transistor 207 is connected to the base of transistor 3o!
Die Basen der Transistoren 280 und 282 des ersten angeschlossen und liegt über einen Widerstand ^n? Differenzverstärkers 204 sind an die Eingangsan- 65 am Eingangssignal-Bezugspotential. Die KoIIeVt Schlüsse 7"., bzw. Tn angeschlossen. Die Kollektoren der Transistoren 205 und 207 sind über Witte /■· *T der Transistoren 280 und 282 sind an die Emitter der 304 bzw. 306 an den Anschluß T (B + ) ans hlThe bases of transistors 280 and 282 of the first are connected and across a resistor ^ n? Differential amplifiers 204 are connected to the input terminals 65 at the input signal reference potential. The KoIIeVt circuits 7 "., Or T n connected. The collectors of transistors 205 and 207 are Witte / ■ * · T of the transistors 280 and 282 are connected to the emitters of 304 and 306 to the terminal T (B +) to St.
Basisgrundschaltung geschalteten Verstärkertransi- sen. Diese Widerstände sind relativ niederohm-7Basic basic circuit of switched amplifier transitions. These resistors are relatively low-7
309581/362309581/362
so daß sie die Basisspannung für die Transistoren 238, 240 und 242 glättet und regelt. Die Emitterspannungen dieser drei Transistoren betragen etwa je 4,8 V.so that it smooths and regulates the base voltage for transistors 238, 240 and 242. the The emitter voltages of these three transistors are approximately 4.8 V.
Die Basisvorspannungen der Transistoren 292 und und der Transistoren 210, 212 und 214 werden durch eine Reihenschaltung aus den folgenden Elementen geliefert:The base biases of transistors 292 and 292 and transistors 210, 212 and 214 become supplied by a series connection of the following elements:
1. einen Widerstand 272, der zwischen dem Emitter des Transistors 238 und die zusammengeschalteten Basen der Transistoren 292 und 294 geschaltet ist,1. a resistor 272 connected between the emitter of transistor 238 and the Bases of transistors 292 and 294 is connected,
2. einen Widerstand 274, welcher zwischen die zusammengeschlossenen Basen der Transistoren 292 und 294 und den Verbindungspunkt der Basen der Transistoren 210, 212 und 214 geschaltet ist, und2. a resistor 274, which between the connected Bases of transistors 292 and 294 and the connection point of the bases of transistors 210, 212 and 214 are switched is and
3. eine Reihenschaltung einer in Durchlaßrichtung vorgespannten Diode 276 mit einem Widerstand 278, welche zwischen die zusammcngeschalteten Basen der Transistoren 210, 212 und 214 und das Eingangssignal-Massepotenlial geschaltet ist.3. A series connection of a forward biased diode 276 with a resistor 278, which between the interconnected bases of the transistors 210, 212 and 214 and the input signal ground potential is switched.
Die Transistoren 210, 212 und 214 sind mit ihrenThe transistors 210, 212 and 214 are with their
ΊΠΒ „r, ΊΠΒ "r,
*^r*F UlI* ^ r * F UlI
Eingangssignal-Massebezugspotential geschaltet. Die Kollektorströme der Transistoren 210, 212 und 214 werden konstant gehalten. Die Basisspannungen der Transistoren 210, 212 und 214 werden auf 1 V oberhalb des Eingangssignal-Bezugsmassepotentials gehalten, wobei die Diode 276 Schwankungen der Basis-Emitter-Sperrschichtspannungen dieser Transistoren sowie Temperaturschwankungen ausgleicht.Input signal ground reference potential switched. The collector currents of transistors 210, 212 and 214 are kept constant. The base voltages of transistors 210, 212 and 214 become 1V above of the input signal reference ground potential, the diode 276 fluctuations in the Compensates base-emitter junction voltages of these transistors and temperature fluctuations.
Die an der Basis des Transistors 210 erscheinende Spannung wird über eine Leitung 608 zu einer weiteren, nicht dargestellten Vorspannungsquelle für die integrierte Schaltung geführt, die als Bezugsspannung für ebenfalls nicht dargestellte Regelschaltungen dient und Spannungen und Ströme für andere Teile der integrierten Schaltung 200 liefert.The voltage appearing at the base of the transistor 210 is fed via a line 608 to a further, not shown bias source for the integrated circuit led as a reference voltage is used for control circuits, also not shown, and voltages and currents for other parts of the integrated circuit 200 supplies.
Die Transistoren 205 und 207 arbeiten als Emitterfolger. Ihre Basen sind an die Kollektoren der TranThe transistors 205 and 207 work as emitter followers. Their bases are attached to the collectors of the Tran
7 η η c 7 η η c
'■ η η ο '■ η η ο
bewirken eine Dämpfung von Oberwellen, welche bei der Basis eines nachfolgenden Transistors 346 und schnellen Signalübergängen in den Emitterfolger- mit dem Emitter dieses Transistors 346 über einen transistoren 205 und 207 auftreten. Widerstand 350 verbunden ist. Die Kollektoren dercause attenuation of harmonics which occur at the base of a subsequent transistor 346 and rapid signal transitions in the emitter follower with the emitter of this transistor 346 via a transistors 205 and 207 . Resistor 350 is connected. The collectors of the
Der Emitter des Transistors 207 ist über den Mit- Transistoren 349 und 346 sind über Widerstände 340
kopplungskondensator 310 an den Emitter des 5 bzw. 342 an den Anschluß T14 geführt. Auf diese
Transistors 294 angeschlossen. Der Emitter des Weise wird eine Darlingtonschaltung 230 gebildet,
Transistors 205 liegt über einen Mitkopplungskon- welche als Spannungsfolger arbeitet und Ausgangsdcnsator
312 am Emitter des Transistors 292. Die signale am Anschluß 234 liefert, welcher mit dem
Mitkopplungskondensatoren 310 und 312 des posi- Emitter des Transistors 346 verbunden ist. Der Emittiven
Rückkopplungszweiges koppeln das Signal mit io ter dieses Transistors ist ferner über die Reihenderselben
Phasenlage wie das ursprüngliche Eingangs- schaltung von Widerständen 356 und 358 an das
signal zurück auf die Emitter der Transistoren 294 Ausgangssignal-Massepotential angeschlossen. Der
bzw. 292. Diese positive Rückkopplung versteuert die Verbindungspunkt der Widerstände 356 und 358
Signalübergänge. Die Tendenz der zweiten Differenz- liegt über einem Widerstand 360 am Anschluß T3.
Begrenzerverstärkerstufe 206 zur Einführung von 15 Die Basis des Transistors 282 der ersten Verstärker-Phasenverschiebungen
des Ausgangssignals, welche stufe 204 liegt am Anschluß Ts.
vom Eingangssignalpegel abhängig sind, wird dadurch In gleicher Weise ist der Kollektor des TransistorsThe emitter of the transistor 207 is connected to the co-transistors 349 and 346 via resistors 340 coupling capacitor 310 to the emitter of the 5 and 342 to the terminal T 14 . Connected to this transistor 294. The emitter of the way is a Darlington circuit 230 , transistor 205 is connected to a positive feedback connector which works as a voltage follower and output converter 312 at the emitter of transistor 292. The signals at terminal 234 supplies, which with positive feedback capacitors 310 and 312 of the positive emitter of the transistor 346 is connected. The emitting feedback branch couple the signal with io ter of this transistor is also connected via the rows of the same phase position as the original input circuit of resistors 356 and 358 to the signal back to the emitter of the transistors 294 output signal ground potential. The or 292. This positive feedback controls the junction of resistors 356 and 358 signal transitions. The tendency for the second difference lies across a resistor 360 at terminal T 3 . Limiter amplifier stage 206 for the introduction of 15 The base of the transistor 282 of the first amplifier phase shifts of the output signal, which stage 204 is at the terminal T s .
are dependent on the input signal level, this will In the same way is the collector of the transistor
herabgesetzt. Der Grund hierfür liegt darin, daß die 328 an die Basis des Transistors 336 angeschlossen, Signalübergänge für alle Eingangssignalpegel, und dessen Emitter auf die Basis eines nachfolgenden nicht nur für hohe Eingangssignalpegel, schnell er- 20 Transistors 338 und über einen Widerstand 348 an folgen. den Emitter dieses Transistors geführt ist. Die Kollek-degraded. The reason for this is that the 328 connected to the base of the transistor 336 , signal transitions for all input signal levels, and its emitter to the base of a subsequent not only for high input signal levels, quickly followed by transistor 338 and via a resistor 348 . the emitter of this transistor is performed. The Collective
Die Kollektoren der Transistoren 305 und 307 der toren der Transistoren 336 und 338 sind über WiderStufe 206 sind über Widerstände 218 bzw. 220 an stände 332 bzw. 334 an den Anschluß T14 (6 ',-) geeine geregelte und geglättete Betriebsspannung ange- führt. Auf diese Weise wird eine Darlington-Schalschlossen, welche vom Emitter des Transistors 240 25 tung232 gebildet, welche als Spannungsfolger Ausgeliefert wird. Die zusammengeschlossenen Emitter gangssignale am Anschluß 236 liefert, welcher mit der Differenzverstärkertransistoren 305 und 307 er- dem Emitter des Transistors 338 verbunden ist. Ferhalten vom Kollektor des Transistors 212 einen ner ist der Emitter dieses Transistors über die Reihenkonstanten Vorstrom. schaltung von Widerständen 352 und 354 an dasThe collectors of transistors 305 and 307, the gates of the transistors 336 and 338 are reflection stage 206 are connected through resistors 218 and 220 to stands 332 and 334 to the terminal T 14 (6 ', -) reasonable geeine regulated and smoothed operating voltage leads . In this way, a Darlington circuit formed by the emitter of the transistor 240 25 device232, which is delivered as a voltage follower. The connected emitter provides output signals at connection 236 , which is connected to the differential amplifier transistors 305 and 307 to the emitter of transistor 338 . A ner from the collector of transistor 212 is the emitter of this transistor via the series constant bias current. connection of resistors 352 and 354 to the
Der Transistor 209 dient als Emitterfolger, seine 30 Ausgangssignal-Massepotential geführt. Der Zusam-Basis ist an den Kollektor des Transistors 305 ange- menschaltungspunkt der Widerstände 352 und 354 schlossen. Sein Emitter liegt an der Basis des Tran- ist über einen Widerstand 362 an den Anschluß T1 sistors 326 der dritten Verstärkerstufe 208 und ist geführt. Der Anschluß T4 ist galvanisch über die Scüber einen Widerstand 324 an das Eingangssignal- kundärwicklung des Übertragers 202 (welcher außcr-Massepotential angeschlossen. 35 halb der integrierten Schaltung 200 vorgesehen ist)The transistor 209 serves as an emitter follower, its output signal ground potential. The common base is connected to the collector of the transistor 305, the connection point of the resistors 352 and 354 . Its emitter is at the base of the transistor via a resistor 362 to the terminal T 1 sistor 326 of the third amplifier stage 208 and is guided. The terminal T 4 is galvanically connected via the SC via a resistor 324 to the input signal secondary winding of the transformer 202 (which is connected to outside ground potential. 35 is provided half of the integrated circuit 200 )
Der Transistor 211 arbeitet ebenfalls als Emitter- zum Anschluß T2 geführt, der mit der Basis des Tranfolger
und ist mit seiner Basis an den Kollektor des sistors 280 der ersten Begrenzerverstärkerstufe 204
Transistors 307 angeschlossen. Sein Emitter liegt an verbunden ist. Über diese Wicklung ist in der Figur
der Basis des Transistors 328 der dritten Verstärker- ein Abstimmkondensator gezeichnet,
stufe 208 und ist über einen Widerstand 322 an das 40 Ein ebenfalls außerhalb der integrierten Schuiumg
Eingangssignal-Massepotential angeschlossen. Die 200 angeordneter Signalüberbrückungskondensator
Kollektoren der Transistoren 209 und 211 sind über koppelt die Anschlüsse Ts und T4 miteinander, so
Widerstände 318 bzw. 320 an den Anschluß T1 , (B -f) daß die im Differenzverstärkerbetrieb gewonnenen
angeschlossen. ZF-Signale von den Ausgängen 234 und 236 überThe transistor 211 also works as an emitter to the terminal T 2 , which is connected to the base of the tranfollower and has its base connected to the collector of the transistor 280 of the first limiter amplifier stage 204, transistor 307 . Its emitter is connected to. A tuning capacitor is drawn over this winding in the figure of the base of transistor 328 of the third amplifier,
stage 208 and is connected via a resistor 322 to the 40 A also outside the integrated Schuiumg input signal ground potential. The 200 arranged signal bridging capacitor collectors of the transistors 209 and 211 are coupled via the terminals T s and T 4 with each other, so resistors 318 and 320 are connected to the terminal T 1 , (B-f) that the obtained in differential amplifier operation. IF signals from outputs 234 and 236 via
Der Emitter des Transistors 209 ist über einen 45 die Widerstandsnetze 352, 354, 362 bzw. 356, 358,
Mitkopplungskondensator 314 an den Kollektor des 360 einander entgegenwirken. Dieses Entgegenwir-Transistors
292 angeschlossen. Der Emitter des ken verhindert, daß diese ZF-Signale nochmals auf
Transistors 211 liegt über einen Mitkopplungskon.- die Basen der Transistoren 280 und 282 der Eindensator
316 am Kollektor des Transistors 294. Die gangsverstärkerstufe 202 gelangen. Die im Ruhedritte
Differenz-Begrenznngsverstärkerstufe 208 ent- so zustand auftretenden Differenzverstärkersignale wcrhält
Transistoren 326 und 328, deren Emitter zu- den jedoch degenerativ zurückgeführt und stabilisammengeschaltet
sind und einen konstanten Strom sieren die Vorspannungen der Differenzverstärkervom
Kollektor des Transistors 214 erhalten. Die Last- stufen 204, 206 und 208 innerhalb der Gegenkoppwiderstände
222 und 224 führen die Kollektoren der lungsschleife. Zur Überbrückung der Anschlüsse T1
Transistoren 326 bzw. 328 an eine geregelte und 55 und T4 nach Massepotential können zusätzliche Kongeglättete
Betriebsspannung, welche am Emitter des densatoren verwendet werden.
Transistors 242 herrscht. Die Kollektoren der Tran- Im Betrieb wird ein über der SekundärwicklungThe emitter of transistor 209 is counteracted by a 45 resistor networks 352, 354, 362 or 356, 358, positive feedback capacitor 314 to the collector of 360. This counteracting transistor 292 is connected. The emitter of ken prevents these IF signals again lies on the transistor 211 via a Mitkopplungskon.- the bases of transistors 280 and 282 of the gear 316 Eindensator amplifier stage 202 arrive at the collector of transistor 294.. The rest in the third differential Begrenznngsverstärkerstufe 208 corresponds to state differential amplifier signals occurring wcrhält transistors 326 and 328, the emitters of the inlet, however, degenerative recycled and are stabilisammengeschaltet and a constant current Sieren the bias voltages of the collector of the transistor 214 Differenzverstärkervom obtained. The load stages 204, 206 and 208 within the negative feedback resistors 222 and 224 lead the collectors of the loop. To bridge the connections T 1 transistors 326 and 328 to a regulated and 55 and T 4 to ground potential, additional cone-smoothed operating voltage, which is used at the emitter of the capacitor.
Transistor 242 prevails. The collectors of the tran- In operation there is one above the secondary winding
sistoren 326 und 328 sind über antiparallel geschal- des Übertragers 202 anstehendes Eingangssignal zwitete Dioden 226 und 228 zusammengeschaltet. Die«e sehen die Basen der Transistoren 280 und 282 de< Diodenantiparallelschaltung sorgt für eine Begrenzer- 60 Differenzverstärkers 204 gekoppelt, welche mit der wirkung, wenn der Signalübergang zwischen den Transistoren 292 und 294 zu einer Kaskodeschaltun«: Signalspitzenspannungen zwischen den beiden Kollek- zusammengeschaltet sind. Infolge dieser Kaskodeeintoren der Transistoren 326 und 328 1,3 V erreichen. gangsschaltung verringert sich der Miller-Effekt dci Diese Begrenzungswirkung tritt für niedrigere Ein- Kollektor-Basis-Kapazität der Transistoren 280 unc gangssignalpege.1 auf als die Begrenzenvirkung des 65 282. Dadurch wird die Eingangsimpedanz der erster Begrenzerverstärkers 208 selbst. DifTerenzverstärkerstufe 204 erhöht und bleibt prak·Transistors 326 and 328 are connected together via the input signal connected in antiparallel with the transformer 202, second diodes 226 and 228 . The "e see the bases of the transistors 280 and 282 de <diode antiparallel connection provides a limiter 60 differential amplifier 204 coupled, which acts when the signal transition between the transistors 292 and 294 to a cascode connection: signal peak voltages between the two collectors are. As a result of these cascode inputs, transistors 326 and 328 reach 1.3V. This limiting effect occurs for lower one-collector-base capacitance of transistors 280 and output signal level. 1 than the limiting effect of 65 282. This increases the input impedance of the first limiter amplifier 208 itself. Difterential amplifier stage 204 increases and remains prak
Der Kollektor des Transistors 326 ist an die Basis tisch konstant, wenn die Stufe in den Begrenzerzudes Transistors 349 angeschlossen, dessen Emitter mit stand gesteuert wird.The collector of the transistor 326 is constant at the base table when the stage in the limiter is connected to the transistor 349 , the emitter of which is controlled with stand.
-: a n-: a n
Das an den Kollektoren der Transistoren 292 und 294 erscheinende Signal ist bei der Übertragung durch die Transistoren 280, 292 und 282, 294 in seiner Phase verzögert worden. Das Signal wird dann über die Emitterfolgertransistoren 205 und 207 auf die Basen der Transistoren 305 bzw. 307 der zweiten Verstärkerstufe 206 mit einer minimalen zusätzlichen Phasenverschiebung übertragen, die von der Amplitude des Signals abhängt.The signal appearing at the collectors of transistors 292 and 294 has been delayed in phase in transmission through transistors 280, 292 and 282, 294. The signal is then transmitted via the emitter follower transistors 205 and 207 to the bases of the transistors 305 and 307, respectively, of the second amplifier stage 206 with a minimal additional phase shift which depends on the amplitude of the signal.
Die Mitkopplungskondensatoren 310 und 312 sind so gewählt, daß die Phasennacheilung der ersten Signalübertragungsstufe 204 bei niedrigen Signalpegeln kompensiert wird. Die Kondensatoren 310 und 312 haben kleine Kapazitätswerte, typischerweise in der Größenordnung von 1,3 pF. Die Verstärkung dieses Rückkopplungspfades wird kleiner als 1 gehalten, so daß keine Schwingungen auftreten. In der ersten Verstärkerstufe 204 wird die positive Rückkopplung auf die Emitter der Transistoren 292 und 2°4 geführt, damit die hohe Eingangsimpedanz an den Eingangsanschlüssen T2 und T3 nicht beeinträchtigt wird.The feedforward capacitors 310 and 312 are selected so that the phase lag of the first signal transmission stage 204 is compensated for at low signal levels. Capacitors 310 and 312 have small capacitance values, typically on the order of 1.3 pF. The gain of this feedback path is kept smaller than 1, so that no oscillations occur. In the first amplifier stage 204 , the positive feedback is fed to the emitters of the transistors 292 and 2 ° 4 so that the high input impedance at the input connections T 2 and T 3 is not impaired.
Die Anwendung der Prinzipien der Erfindung bei symmetrischen Verstärkern, im Gegensatz zu unsymmetrischen Verstärkern, wie sie in F i g. 1 dargestellt sind, wird in Verbindung mit der zweiten Differenz-Begrenzerverstärkerstufe 206 erläutert. Die positive Rückkopplung vom Ausgang zum Eingang erfolgt über die Mitkopplungskondensatoren 314 und 316, welche an die Basen der Emitterfolgertransistoren 205 und 207 statt an die Basen der Transistoren 305 und 307 angeschlossen sind, weil die Basen der Transistoren 205 und 207 einen höheren und damit günstigeren Impedanzpegel für die Rückführung dieser Kondensatoren bieten. Auf diese Weise können die Kondensatoren 314 und 316 wesentlich kleinere Kapazitätswerte, typischerweise in der Größenordnung von 0,27 pF, zur Kompensation der durch die zweite Verstärkerslufe 206 eingeführten Phasenverzögerung haben. Kapazitäten mit so niedrigen Werten lassen sich aber in integrierten Schaltungen relativ einfach ausbilden.Application of the principles of the invention to balanced amplifiers as opposed to single-ended amplifiers as shown in FIG. 1 is explained in connection with the second differential limiter amplifier stage 206 . The positive feedback from the output to the input takes place via the positive feedback capacitors 314 and 316, which are connected to the bases of the emitter follower transistors 205 and 207 instead of to the bases of the transistors 305 and 307 , because the bases of the transistors 205 and 207 have a higher and therefore more favorable impedance level provide for the return of these capacitors. In this way, capacitors 314 and 316 can have significantly smaller capacitance values, typically on the order of 0.27 pF, to compensate for the phase delay introduced by the second amplifier run 206. However, capacitances with such low values can be formed relatively easily in integrated circuits.
Wenn der Begrenzungspegel der zweiten Verstärkerstufe 206 erreicht wird, dann verringert sich die Wirkung der positiven Rückführung zunehmend, da die Verstärkung der Stufe 206 zunehmend herabgesetzt wird, wenn die Begrenzung erreicht wird, d. h. das Eingangssignal dieser Stufe erhöht sich, aber das Ausgangssignal bleibt konstant. Daher entfallen die Mitwirkungskondensatoren ihre maximale Wirkung für kleine Signale, wo sie die durch die erste und zweite Verstärkerstufe 204, 206 eingeführte Verzögerung wesentlich herabsetzen, dagegen haben sie einen vernachlässigbaren Effekt, wenn die Eingangssignale auf einen Pegel ansteigen, bei dem die zweite Stufe 206 voll begrenzt, und die Phasenverzögerung wird verringert.When the limiting level of the second amplifier stage 206 is reached, then the effect of the positive feedback diminishes progressively, since the gain of the stage 206 is progressively reduced when the limiting is reached, ie the input signal of this stage increases but the output signal remains constant. Therefore, the contribution capacitors do not have their maximum effect for small signals, where they significantly reduce the delay introduced by the first and second amplifier stages 204, 206 , on the other hand they have a negligible effect when the input signals rise to a level at which the second stage 206 is full limited and the phase lag is reduced.
Die Erfindung läßt sich in Schaltungen sowohl für symmetrische Signale als auch für unsymmetrische Signale anwenden.The invention can be used in circuits both for balanced signals and for unbalanced signals Apply signals.
Die dritte Verstärkerstufe 208 arbeitet in gleicher Weise wie die zweite Verstärkrstufe 206. In der dritten Stufe 208 werden keine Mitkopplungskondensatoren verwendet. Die an den Basen der Transistoren 326 und 328 auftretenden Signalamplituden sind durch die erste und die zweite Verstärkerstufe 204 bzw. 206 verstärkt worden. Die Signalamplitude ist daher genügend groß, um die dritte Stufe 208 für sämtliche an den Eingangsanschlüssen T1, und T3 auftretende Signalpegel in den Begrenzungszustand zu steuern.The third amplifier stage 208 operates in the same way as the second amplifier stage 206. In the third stage 208 , no positive feedback capacitors are used. The signal amplitudes appearing at the bases of the transistors 326 and 328 have been amplified by the first and the second amplifier stage 204 and 206 , respectively. The signal amplitude is therefore large enough to control the third stage 208 for all signal levels occurring at the input connections T 1 and T 3 in the limiting state.
Die dritte Verstärkerstufe 208 ist mit einem, weiteren Begrenzer versehen, welcher die antiparallel geschalteten Dioden 226 und 228 umfaßt, die zwischen die Ausgänge geschaltet sind. Sie erlauben eine Begrenzung der Ausgangssignal-Spitzenamplitude auf etwa 1,3 V. Die Signale an den Ausgängen der dritten Verstärkerstufe 208 werden jeweils über Darlington-Emitterfolgertransistoren an die nachfolgende Schaltung geführt, welcher auf diese Weise niedrige Quellimpedanzen dargeboten werden. Die Emitterlasten der Darlington-Emitterfolger sind jeweils galvanisch über Rückführungszweige zu den entsprechenden Eingangsanschlüssen T2 und T3 zur Gleichspannungsstabilisierung der Begrenzerverstärkerschaltung geführt. The third amplifier stage 208 is provided with a further limiter which comprises the diodes 226 and 228 connected in anti-parallel and connected between the outputs. They allow the output signal peak amplitude to be limited to about 1.3 V. The signals at the outputs of the third amplifier stage 208 are each fed via Darlington emitter follower transistors to the subsequent circuit, which is presented with low source impedances in this way. The emitter loads of the Darlington emitter followers are each galvanically led via feedback branches to the corresponding input connections T 2 and T 3 for DC voltage stabilization of the limiter amplifier circuit.
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